化工工艺学芳烃转化过程

•氧化 •对苯二甲酸 •聚酯树脂、涤纶
•间二甲苯
•异构化
•氨氧化
•对二甲苯
•间苯二腈
•农药、 •聚酰胺纤维
•邻二甲苯
•氧化
•邻苯二甲酸酐
•医药、染料、增塑 剂
•氧 化
•脱烷基
•萘
•氧化
•芳烃的来源
煤焦化芳烃
炼焦副产的粗苯、煤焦油
石油芳烃
石脑油催化重整油 烃裂解副产的裂解汽油
不同来源的芳烃含量与组成
•焦化芳烃 •裂解汽油
•催化重整油
不同国家芳烃来源构成
芳烃的生产
焦化芳烃生产方法
•煤干 馏
•粗煤 气
•粗 •分馏
•轻 苯
苯
•重
苯
•初冷、净化、终冷 •洗油吸收 蒸馏脱 吸
•粗 苯
•分馏 •BTX混合馏
•分馏
•硫酸分精制催化加氢精
制
•苯 •甲苯
•二甲 苯
芳烃的生产
石油芳烃生产方法 工艺过程 反应 分离 转化
•硝基苯 •苯胺
•二苯基甲烷二异氰酸酯、橡胶助剂 、
•染料、医药、农药
•聚氨酯纤维
甲 苯
•硝化 •歧化
•硝基甲苯
•氧化 •临氢脱烷基
•苯甲酸
•硝化、还原、光气化
•染料中间体、炸药
•苯、二甲苯
•染料中间体、医药、增塑 剂
•苯
•甲苯二异氰酸酯
•聚氨酯类泡沫塑料、聚氨酯橡胶
二 甲 苯
•萘 •烷基萘
•对二甲苯
连续催化重整（UOP IFP） 催化剂连续再生 操作压力低 收率高
M2重整（Mobil） ZSM-5择形催化剂 原料为各种轻烃
Aromax重整（Chevron） 轻石脑油 Pt/Ba-K-L沸石 重整抽余油 C6-C8烷烃
共同点： 甲苯、二甲苯较多 苯较少
催化重整工艺
裂解汽油组成
裂解汽油组成
加氢预处理 除去微量对催化剂有害的杂质
硫 w% < 0.5~2 ×10-6 砷 w% < 2 ×10-9 重金属 w% < 2 ×10-8
催化重整催化剂
一种或多种贵金属高度分散 在多孔载体上，主金属铂
双金属催化剂( 工业化） 铂铼 铂锡 铂铱
载体：γ-Al2O3
•石油芳烃的生产
催化重整工艺
•石油芳烃的生产
催化重整基本化学反应 主反应
环烷烃脱氢 五元环异构脱氢 烷烃脱氢环化 烷烃异构加氢裂解 副反应 烯烃聚合 加氢裂解
石油芳烃的生产
催化重整原料
石脑油馏分 烃族组成 : 含环烷烃多 馏程: 依据生产目的芳烃选取
发展新原料 加氢裂化石脑油 加氢焦化汽油 裂解汽油萃余油
催化重整原料预处理
•重芳烃轻质化的Detol工 艺
ABB Crest公司技术
原料：重芳烃及甲苯 重整生成油 裂化汽油 焦化汽 油
采用载于Al2O3上的Cr2O3作催化 剂
芳烃馏分的分离
芳烃馏分都是由芳烃和非芳烃组 成的混合物
溶剂萃取法 从宽馏分中分离苯、甲苯、二甲苯
萃取蒸馏法 从窄馏分中分离纯度高的单一芳烃
•乙 苯
•丙酮
•脱氢
•苯乙烯
•聚苯乙烯、丁苯橡胶、 •ABS树脂
•双酚A •聚碳酸酯、环氧树脂
•加丙烯烷基化 •异丙苯 •苯酚
•酚醛树脂、苯胺、壬基酚等
•加十二烯 •十二烷基苯
•合成洗涤剂
•加氢
•环己烷
•己内酰胺
•聚酰胺纤维
•氯化
•氯苯
•染料中间体、医药
•氧化 •硝化
•顺丁烯二酸酐 •四氢呋喃、1，4-丁二醇 •医药、聚氨酯
原理 萃取蒸馏是利用极性溶剂与烃类 混合时，能降低烃类蒸汽压使混 合物初沸点提高的原理而设计的 工艺过程
芳烃转化的化学反应
• 异构化反应
•歧化反应 •烷基转移反应
•烷基化反应
芳烃的转化的化学反应
•脱烷基化反应
催化剂
•酸性卤化物
•芳烃的烷基化和异构化 在较低温和液相中进 行 •缺点：强腐蚀性 毒性
合成橡胶和精细化工原料
二烯烃加氢生成烯烃 汽油
加氢生成C5烷烃
烃裂解原料
一段加氢
二烯烃 烯基芳烃
单烯烃 芳烃
工艺条件：Pd/Al2O3 催化剂 (低温液相反应)
指标：二烯烃含量< 2%
二段加氢
单烯烃
饱和烃
脱除S 、O 、 N 等有机化合物
工艺条件：Co-Mo-Al2O3催化剂 (较高温度 气相反应)
化工工艺学芳烃转化过 程
2020年5月30日星期六
芳烃转化过程
•主要内 容
•1 • 芳烃的生产方 法
•2
•芳烃的转化
•3 •单一芳烃产品的分离精 制
主要芳烃及用途
三苯：苯、甲苯和二甲苯 简称BTX 混合二甲苯：乙苯和三个二甲苯异
构体组成的混合物 C8芳烃 异丙苯、十二烷基苯和萘
苯
•加乙烯烷基化
美国、西欧和日本、中国的特点不同 原料 石脑油 裂解汽油 生产过程
石油芳烃的生产过程
•石油芳烃的生产
•催化重整生产芳烃
•它用于生产高辛烷值汽油或BTX等芳烃， 其中约10％的装置用于生产芳烃产品
美国UOP公司第一套铂重整装置工业化 60年代 工业上成功应用双催化剂 70年代 实现移动床催化剂连续再生
•固体酸
•浸附在适当载体上的质子酸 •浸附在适当载体上的酸性卤化物 •贵金属－氧化硅－氧化铝催化剂 •分子筛催化剂
4.2 芳烃转化
苯与对二甲苯的需求量最大， 其次是邻二甲苯
甲苯、间二甲苯及C9芳烃未 得到重大的化工利用
4.2.1 芳烃的脱烷基化
4.2.1.1 脱烷基化方法 烷基芳烃催化脱烷基 烷基芳烃催化氧化脱烷基 烷基芳烃加氢脱烷基 烷基苯水蒸气脱烷基
40~60% C6-C9芳烃 二烯烃、单烯烃 、烷烃 氧、氮、硫及砷的化合物
•石油芳烃的生产
裂解汽油生产芳烃
裂解汽油预处理 分馏除去C5馏分、部分C9芳烃与C9以上馏分 得到 C6-C9馏分 裂解汽油精制 加氢精制 段加氢精制工艺 C5馏分的不同利用途径
百度文库
裂解汽油中的C5馏分
异戊二烯 间戊二烯 环戊二烯
溶剂萃取
对溶剂性能的基本要求
对芳烃的溶解选择性好、溶解度高 与萃取原料密度差大 蒸发潜热与热容小、蒸汽压小 有良好的化学稳定性与热稳定性、
腐蚀性小
溶剂萃取
工业生产方法
– Unex法
二甘醇
– Sulfolane法 环丁砜
– Arosolvan法 N-甲基吡络烷酮
– IFP法
N-甲酰吗啉
•萃取蒸馏
指标：溴值低于1 含硫<2×10-6 (Wt%)
石油芳烃的生产
轻烃芳构化与重芳烃的轻质化
由烷烃生产芳烃的Cyclar工艺 英国石油（BP）公司，以世界市场过剩的 低价液化石油气－丙烷、丁烷为原料，经 催化脱氢、齐聚、环化和芳构化生产芳烃
特点：与石脑油重整相比较 原料无须预处理 不需芳烃抽提装置（非芳烃<10-3） 副产氢气产率高